Устройство для определения давления в грунте

 

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение для определения давления с повышенной точностью и его характера распределения прё- имущественно в сыпучих средах и грунтах. Сущность изобретения состоит в том, что в качестве датчика использована гибкая оболочка 2, имеющая внутреннюю поверхность с низким коэффициентом трения и вложенная в него гибкая стальная лента 3. Давление в теле сооружения определяется по падению усилия протяжки ленты 3 через оболочку 2 с фиксацией положения перемещающегося конца ленты. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sr)s G 01 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И

C (21) 4827019/10 (22) 18.05.90 (46) 23.01.93. Бюл, N - 3 (71) Новосибирский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института транспортного строительства (72) Г.И.Соболев и В.ИЛобанов (56) Авторское свидетельство СССР

N 414503, кл. С 01 1 7/02, 1972.

Авторское свидетельство СССР

N 473917, кл. G 01 1 7/00, 1972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ГРУНТЕ

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение для определения давлений преимущественно в сыпучих средах и грунтах.

Известен датчик, содержащий корпус, воспринимающий давление среды, в котором размещены упругие элементы и тензорезисторы, К недостаткам этого датчика следует отнести то, что он имеет сравнительно высокую деформативность и, внося за счет этого искажения в напряженное состояние окружающего грунта, не может обеспечить необходимую достоверность измерений.

Известно также устройство для измерения давления в грунте, включающее две пластины, воспринимающие давление, выполненные из материала, например фторопласта, имеющего низкий коэффициент трения, металлическую пластину, установленную между ними с возможностью перемещения при помощи штока, размещенного в подводящей трубе и связанного с датчиком силы, Давление грунта G, нормальное к

„„5U„„1789889 А1 (57) Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение для определения давления с повышенной точностью и его характера распределения ripeимущественно в сыпучих средах и грунтах.

Сущность изобретения состоит в том, что в качестве датчика использована гибкая оболочка 2, имеющая внутреннюю поверхность с низким коэффициентом трения и вложенная в него гибкая стальная лента 3, Давление в теле сооружения определяется по падению усилия протяжки ленты 3 через оболочку 2 с фиксацией положения перемещающегося конца ленты. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. поверхности корпуса устройства, вычисляется по формуле

F г,и где F — зафиксированное усилие сдвига стальной пластины;

Fc — коэффициент трения стали Ro фторопласту.

Деформативность этого датчика достаточно низкая, но его корпус, подводящая труба, элемент соединения корпуса с трубой имеют сравнительно большую толщину и, как инородные включения, также вносят искажения в напряженное состояние грунта. К недостатку этих датчиков следует отнести то, что они фиксируют точечное давление на ограниченном участке, и не могут оценить знаЧение и характер распределения давления в заданной плоскости тела сооружения, например, грунтовой насыпи, имеющей определеннуюю п ротяжен ность.

Цель изобретения — повышение точности измерений, а также обеспечение воз1789889 стояние грунта.

45 можности определения характера распределейия давления по длине грунта, Поставленная цель достигается тем, что корпус устройства — чувствительный элемент — выполнен в виде гибкой оболочки, а подвижный элемент — в виде гибкой ленты; причем в устройство введены барабан с приводом, датчик перемещения ленты и закрепленный в грунте держатель, а гибкая лента с одного конца намсг ана на барабан, при этом барабан" соЪДйнен с датчиком силы, который связан с держателем. Кроме того, дополнительный держатель размещен со стороны, противоположной расположению барабана, к которому прикреплена гибкая оболочка. Поверхность гибкой ленты выполнена из материала с малым коэффициентом трения.

На чертеже представлена схема предло>кенного устройства, установленного для измерения давления в теле грунтовой насыпи: 1 — грунтовая насыпь, 2 — корпус устройства — продольная гибкая оболочка, 3— гибкая лента, 4 — барабан с приводом, 5— датчик силы с датчиком перемещения ленты, 6 — держатели.

Устройство используют следующим образом. При отСыпке грунтовой насыпи 1 в заданном уровне готовят площадку, под прямым углом к ее оси, укладывают продольную гибкую оболочку 2 с вложенной в нее гибкой лентой 3, таким образом, чтобы концы продольной оболочки 2 и ленты 3 выходили за пределы откосов отсыпаемой насыпи 1, Насыпь отсыпается до необходимой отметки. Перед проведением измерений С двух сторон насыпи устанавливают держатели 6. К одному из держателей 6 закрепляют продольную оболочку 2, к другому держателю закрепляют датчик силы с датчиком перемещения ленты 5, барана с приводом 4, На барабане закрепляют конец гибкой ленты 3, Включают привод барабана

4 и лента 3 постепенно вытягивается из обоФормула изобретения

1, Устройство для определенйя давле"ния в грунте, содержащее чувствительный "элемейт, восйрйнимающий давление грунта свбими внешними поверхностями, подвижный элемент, расположенный между внут рейййми поверхностями чувствительного э"л е"м*ента с возм ожн ость ю перемещен ия и связанный с датчиком силК причем вйутренние поверхности чувствительного элемента выполнены из материала с малым коэфф*ициентом трения, о тл и ч а ю ще е С я лочки 2, по датчику силы с датчиком перемещения 5 определяют усилие протяжки ленты и положение конца ленты в теле насыпи, Конец ленты перемещается с одного откоса насыпи к другому откосу до полной вытяжки ее из продольной оболочки 2, В начале перемещения ленты значение фиксируемого усилия будет максимальным, по мере натягивания ленты значение этого усилия F бу"0 дет падать. Затем строится график падения усилия перемещения ленты: на оси Х откладывают значение усилия вытягивания ленты

F, на оси Y — путь перемещения ее конца, длина которого L равна ширине насыпи в

"5 месте расположения продольной оболочки.

Среднее значение усилия перемещения ленты на любом из участков этого пути определяется, как разница значений усилий в начале F< и конце Рг элементарного участка

Ь, Равнодействующая давления на этом участке вычисляется по формуле

F — Рг

2,и а удельное давление по формуле

25 F> Рг

2,иЬ! Ь где F> — значение усилия протяжки ленты в начале элементарного участка Ь1;

Рг — то же, в конце элементарного участ30 „д,,,и — коэффициент трения поверхности гибкой ленты по внутренней поверхности продольной оболочки;

Ь вЂ” ширина гибкой ленты.

Устройство для измерения давления в грунте имеет небольшую толщину, слагаемую из толщины двух стенок продольной оболочки и толщины ленты. Общая толщина устройства будет иметь значение около 3 — 5

40 мм, ширина 50 — 100 мм. При соотношении толщины к ширине от 1:10 до 1:30, устройство, как инородное включение, будет вносить минимальное искажение в напряженное сотем, что, с целью повышения точности и возможности определения характера распределения давления по длине грунта, в нем чувствительный элемент выполнен в виде продольной гибкой оболочки, а подвижный элемент — в виде гибкой ленты, причем в устройство введены барабан с приводом, датчик перемещения ленты и закрепленный в грунте держатель, а гибкая лента с одного конца намотана на барабан, при этом барабан соединен с датчиком силы, который связан с держателем.

1789889.

Составитель А.Кулакова

Техред М.Моргентал Корректор Н.Шевлохова

Редактор Т.Иванова

Заказ 345 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что в него введен дополнительный держатель, размещенный со стороны, противоположной расположению барабана, причем к дополнительному держателю прикреплена гибкая оболочка.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что в нем поверхность гибкой ленты выполнена из материала с малым коэффициентом трения.